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JP7186575B2 - Cooling system and battery structure - Google Patents

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JP7186575B2
JP7186575B2 JP2018198662A JP2018198662A JP7186575B2 JP 7186575 B2 JP7186575 B2 JP 7186575B2 JP 2018198662 A JP2018198662 A JP 2018198662A JP 2018198662 A JP2018198662 A JP 2018198662A JP 7186575 B2 JP7186575 B2 JP 7186575B2
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正毅 三隅
悟郎 井上
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Description

本発明は、冷却装置および電池構造体に関する。 The present invention relates to cooling devices and battery structures.

電池ブロックは、例えば、複数の電池セルを配列して支持部材に固定し、各電池セルの正・負極端子を、バスバー等により相互に電気的に接続して構成される。電池モジュールは、例えば、このような電池ブロックを複数個備え、複数の電池ブロックを上下に積層または並列に配置してベース部材に固定した構造を有する。
電池ブロックおよび電池モジュールは、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に電源用として搭載され、大電流を出力することができる。電池ブロックを形成する各電池セルは、充放電時に発熱する。このため、このような電池ブロックには冷却装置が備えられる場合がある。このような電池ブロック用の冷却装置の一例として、対応する組電池に熱的接触する載置面を有する第1プレートと、該載置面の反対側の面に固定される第2プレートと、両プレートの間に形成される冷却流路とから構成される冷却機構が知られている(例えば、特許文献1)。
A battery block is constructed by, for example, arranging a plurality of battery cells and fixing them to a support member, and electrically connecting the positive and negative terminals of each battery cell to each other by a bus bar or the like. A battery module, for example, includes a plurality of such battery blocks, and has a structure in which the plurality of battery blocks are stacked vertically or arranged in parallel and fixed to a base member.
Battery blocks and battery modules are mounted as power sources in, for example, electric vehicles and hybrid vehicles, and are capable of outputting large currents. Each battery cell forming a battery block generates heat during charging and discharging. For this reason, such battery blocks are sometimes provided with a cooling device. As an example of such a battery block cooling device, a first plate having a mounting surface in thermal contact with the corresponding assembled battery, a second plate fixed to a surface opposite to the mounting surface, A cooling mechanism including a cooling channel formed between both plates is known (for example, Patent Document 1).

国際公開第2017/002325号WO2017/002325

しかし、特許文献1に開示された冷却機構は、第1プレートおよび第2プレートの両方とも金属から構成されているため重量が大きくなるという問題があった。さらに、大型ないし大重量の電池ブロックの冷却に適用する場合、衝撃や振動等によって金属製プレート間のシール部が部分的に破壊され、冷却媒体が漏洩して組電池に接触すると電池が短絡する恐れがあった。 However, the cooling mechanism disclosed in Patent Literature 1 has a problem of increased weight because both the first plate and the second plate are made of metal. Furthermore, when applied to cooling large or heavy battery blocks, the seals between the metal plates are partially destroyed by shock or vibration, and if the cooling medium leaks and contacts the assembled battery, the battery will short-circuit. I was afraid.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、冷却媒体の漏れのリスクを低減でき、かつ、軽量性に優れた冷却装置を提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a cooling device that can reduce the risk of leakage of a cooling medium and is excellent in light weight.

本発明によれば以下に示す冷却装置および電池構造体が提供される。
[1]
光透過性樹脂部材(A)からなり、かつ、溝部が複数形成された樹脂製プレートと、
上記樹脂製プレートの上記溝部が形成された面側に設けられた金属製プレートと、を有し、
上記樹脂製プレートの少なくとも一部と上記金属製プレートとが光吸収性樹脂部材(B)からなる中間層を介して接合されており、
上記樹脂製プレートの上記溝部が冷媒の流路を形成している冷却装置。
[2]
少なくとも上記樹脂製プレートの周縁部と上記金属製プレートとが上記中間層を介して接合されている上記[1]に記載の冷却装置。
[3]
上記中間層と上記樹脂製プレートが溶着してなる上記[1]または[2]に記載の冷却装置。
[4]
上記金属製プレートと上記中間層が射出成形により接合している上記[1]~[3]のいずれか一つに記載の冷却装置。
[5]
上記金属製プレートにおける、上記中間層との接合部表面に微細凹凸構造が形成されている上記[1]~[4]のいずれか一つに記載の冷却装置。
[6]
上記光吸収性樹脂部材(B)が光吸収剤を含み、
上記光吸収性樹脂部材(B)中の上記光吸収剤の含有量が0.01質量%以上5質量%以下である上記[1]~[5]のいずれか一つに記載の冷却装置。
[7]
上記樹脂製プレートと上記金属製プレートの外周端部がリベットまたはネジ止めされている上記[1]~[6]のいずれか一つに記載の冷却装置。
[8]
上記金属製プレートがアルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、銅製部材および銅合金製部材からなる群から選択される少なくとも一種の部材により構成されている上記[1]~[7]のいずれか一つに記載の冷却装置。
[9]
上記樹脂製プレートに形成された上記溝部による冷媒の流路において、その一方の端部が注入管に接続し、他方が排出管に接続している上記[1]~[8]のいずれか一つに記載の冷却装置。
[10]
上記冷却装置が、2つ以上の電池セルの平面を立てて互いに密着させてまたは一定の間隔をあけて隣接するように配置した電池ブロックを冷却するためのものである上記[1]~[9]のいずれか一つに記載の冷却装置。
[11]
上記冷却装置が、電子部品を冷却するためのコールドプレートである上記[1]~[9]のいずれか一つに記載の冷却装置。
[12]
2つ以上の電池セルの平面を立てて互いに密着させてまたは一定の間隔をあけて隣接するように配置した電池ブロックと、
上記[1]~[10]のいずれか一つに記載の冷却装置と、
上記電池ブロックを収容するケースと、
を備え、
上記冷却装置における上記金属製プレート上に上記電池ブロックが配置されている電池構造体。
[13]
上記電池セルがリチウムイオン電池である上記[12]に記載の電池構造体。
According to the present invention, the following cooling device and battery structure are provided.
[1]
a resin plate made of a light-transmitting resin member (A) and having a plurality of grooves;
a metal plate provided on the surface of the resin plate on which the groove is formed,
At least part of the resin plate and the metal plate are joined via an intermediate layer made of a light-absorbing resin member (B),
The cooling device, wherein the groove portion of the resin plate forms a coolant flow path.
[2]
The cooling device according to the above [1], wherein at least the peripheral portion of the resin plate and the metal plate are joined via the intermediate layer.
[3]
The cooling device according to the above [1] or [2], wherein the intermediate layer and the resin plate are welded together.
[4]
The cooling device according to any one of [1] to [3], wherein the metal plate and the intermediate layer are joined by injection molding.
[5]
The cooling device according to any one of the above [1] to [4], wherein the metal plate has a fine concavo-convex structure formed on the joint surface with the intermediate layer.
[6]
The light-absorbing resin member (B) contains a light-absorbing agent,
The cooling device according to any one of [1] to [5] above, wherein the content of the light absorbing agent in the light absorbing resin member (B) is 0.01% by mass or more and 5% by mass or less.
[7]
The cooling device according to any one of the above [1] to [6], wherein outer peripheral ends of the resin plate and the metal plate are riveted or screwed.
[8]
Any one of the above [1] to [7], wherein the metal plate is composed of at least one member selected from the group consisting of an aluminum member, an aluminum alloy member, a copper member and a copper alloy member. The cooling device according to .
[9]
Any one of the above [1] to [8], wherein one end of the coolant channel formed by the groove formed in the resin plate is connected to the injection pipe and the other is connected to the discharge pipe. 1. Cooling device according to 1.
[10]
The above [1] to [9], wherein the cooling device is for cooling a battery block in which two or more battery cells are laid flat and are closely attached to each other or adjacent to each other with a certain interval. ] The cooling device according to any one of .
[11]
The cooling device according to any one of [1] to [9] above, wherein the cooling device is a cold plate for cooling electronic components.
[12]
a battery block in which two or more battery cells are arranged on a flat surface so as to be in close contact with each other or adjacent to each other with a certain interval;
The cooling device according to any one of [1] to [10] above;
a case accommodating the battery block;
with
A battery structure in which the battery block is arranged on the metal plate in the cooling device.
[13]
The battery structure according to [12] above, wherein the battery cell is a lithium ion battery.

本発明によれば、冷却媒体の漏れのリスクを低減でき、かつ、軽量性に優れた冷却装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooling device which can reduce the risk of leakage of a cooling medium and is excellent in lightness can be provided.

本実施形態に係る冷却装置の構造の一例を模式的に示した斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the perspective view which showed typically an example of the structure of the cooling device which concerns on this embodiment. 図1に示す冷却装置のA点を通るy-z方向の断面斜視図である。FIG. 2 is a cross-sectional perspective view in the yz direction passing through point A of the cooling device shown in FIG. 1; 金属製プレート-中間層―樹脂製プレートの層配置の一例を概念的に示した断面図である(図2をS方向から眺めた断面図)。FIG. 3 is a cross-sectional view conceptually showing an example of the layer arrangement of metal plate-intermediate layer-resin plate (cross-sectional view of FIG. 2 viewed from the S direction). 樹脂製プレートをレーザー溶着する方法の一例を模式的に示した斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of a method of laser welding a resin plate; 気密性評価(ヘリウムリーク試験)用の試験片の構造を模式的に示した斜視図である。1 is a perspective view schematically showing the structure of a test piece for airtightness evaluation (helium leak test); FIG. 図5に示す試験片をy-y’で切断したときの断面斜視図である。6 is a cross-sectional perspective view of the test piece shown in FIG. 5 cut along yy'; FIG. 引張せん断強度測定用の試験片の構造を模式的に示した斜視図である。1 is a perspective view schematically showing the structure of a test piece for measuring tensile shear strength; FIG. 本実施形態に係る冷却装置上に電池セルを配置した例(a)、(b)を示した断面図である。なお、樹脂製プレート内の溝(流路)は図示せず。It is sectional drawing which showed the example (a) and (b) which arrange|positioned a battery cell on the cooling device which concerns on this embodiment. Note that grooves (channels) in the resin plate are not shown. 実施例4の引張試験後の両部材の相接する部分の拡大写真を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an enlarged photograph of a contacting portion of both members after a tensile test in Example 4;

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図面は本発明の一例を示す概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。文中の数字の間にある「~」は特に断りがない限り、以上から以下を示す。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in all the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof is omitted as appropriate. Moreover, the drawings are schematic diagrams showing an example of the present invention, and do not correspond to actual dimensional ratios. Unless otherwise specified, "~" between numbers in the text indicates the following from the above.

<冷却装置>
本実施形態に係る冷却装置1は、光透過性樹脂部材(A)からなり、かつ、溝部24が複数形成された樹脂製プレート2と、樹脂製プレート2の溝部24が形成された面側に設けられた金属製プレート4と、を有し、少なくとも樹脂製プレート2の少なくとも一部(例えばスカート部23)と金属製プレート4とが光吸収性樹脂部材(B)からなる中間層3を介して接合されており、樹脂製プレート2の溝部24が冷却媒体の流路を形成している冷却装置である(図1、図2参照)。ここで、冷却装置1から冷媒が漏洩するリスクをより一層低減する観点から、少なくとも樹脂製プレート2の周縁部と金属製プレート4とが中間層3を介して接合されていることが好ましく、少なくとも樹脂製プレート2のスカート部23と金属製プレート4とが中間層3を介して接合されていることがより好ましい。
金属製プレート4は樹脂製プレート2に形成された流路に導通される冷却媒体(以下、冷媒と略称する)によって、全体が冷却されているため、金属製プレート4に接する電池セルや電子部品等の発熱体の冷却効率を高くすることができる。また、冷媒の流路(溝部24)は軽量な樹脂製プレート2と同種の材料で一体的に形成されているため、冷却装置1全体の重量を軽くすることができる。
すなわち、本実施形態によれば、プレートの一部を樹脂部材に置き換えることによって軽量化が図られ、また金属部材と樹脂部材間の気密性を高めることによって、冷媒漏れリスクを抑えることができる、電池セルや電子部品等の発熱体を冷却するための冷却装置を提供することができる。
<Cooling device>
The cooling device 1 according to the present embodiment includes a resin plate 2 made of a light-transmitting resin member (A) and having a plurality of grooves 24 formed therein, and a surface of the resin plate 2 having the grooves 24 formed thereon. At least a portion of the resin plate 2 (for example, the skirt portion 23) and the metal plate 4 are connected via the intermediate layer 3 made of the light-absorbing resin member (B). It is a cooling device in which the grooves 24 of the resin plate 2 form flow paths for the cooling medium (see FIGS. 1 and 2). Here, from the viewpoint of further reducing the risk of refrigerant leakage from the cooling device 1, it is preferable that at least the peripheral edge portion of the resin plate 2 and the metal plate 4 are bonded via the intermediate layer 3. More preferably, the skirt portion 23 of the resin plate 2 and the metal plate 4 are joined via the intermediate layer 3 .
Since the entire metal plate 4 is cooled by a cooling medium (hereinafter abbreviated as a coolant) that flows through the flow paths formed in the resin plate 2, the battery cells and electronic components that are in contact with the metal plate 4 are cooled. It is possible to increase the cooling efficiency of the heat generating element such as. In addition, since the flow paths (grooves 24) of the coolant are integrally formed of the same material as the lightweight resin plate 2, the weight of the entire cooling device 1 can be reduced.
That is, according to this embodiment, weight reduction is achieved by replacing a part of the plate with a resin member, and the risk of refrigerant leakage can be suppressed by increasing the airtightness between the metal member and the resin member. A cooling device for cooling heat generating bodies such as battery cells and electronic components can be provided.

図3は、本実施形態に係る冷却装置1を構成する樹脂製プレート2のスカート部23、中間層3および金属製プレート4の配置・接合の一例を概念的に示した断面図である。樹脂製プレート2(例えば樹脂製プレート2の周縁部であるスカート部23)と中間層3は、レーザー等によって溶着されていることが好ましい。レーザー溶着のためのレーザー照射経路の一例を図4に破線として示したが、本実施形態における照射経路はこの照射経路に限定されるものではない。
また、本実施形態に係る冷却装置1において、冷却装置1から冷媒が漏洩するリスクをより一層低減する観点から、金属製プレート4における、少なくとも中間層3との接合部表面には微細凹凸構造が形成されていることが好ましい。さらに本実施形態に係る中間層3と金属製プレート4は、金属製プレート4における、少なくとも中間層3との接合部表面には微細凹凸構造が形成されているとともに、中間層3を構成する光吸収性部材(B)が射出成形によって接合していることが好ましい。この結果、冷却装置から冷媒が漏洩するリスクを最小限化することができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view conceptually showing an example of arrangement and bonding of the skirt portion 23 of the resin plate 2, the intermediate layer 3, and the metal plate 4 that constitute the cooling device 1 according to this embodiment. It is preferable that the resin plate 2 (for example, the skirt portion 23 that is the peripheral portion of the resin plate 2) and the intermediate layer 3 are welded by laser or the like. An example of a laser irradiation path for laser welding is shown as a dashed line in FIG. 4, but the irradiation path in this embodiment is not limited to this irradiation path.
In addition, in the cooling device 1 according to the present embodiment, from the viewpoint of further reducing the risk of refrigerant leakage from the cooling device 1, at least the joint surface of the metal plate 4 with the intermediate layer 3 has a fine uneven structure. is preferably formed. Further, the intermediate layer 3 and the metal plate 4 according to the present embodiment have a fine concave-convex structure formed at least on the joint surface with the intermediate layer 3 in the metal plate 4, and the light that constitutes the intermediate layer 3 It is preferred that the absorbent member (B) is joined by injection molding. As a result, the risk of coolant leakage from the cooling device can be minimized.

以下、冷却装置1を構成する樹脂製プレート2、中間層3、金属製プレート4について順次説明した後、これらの構成要素から冷却装置1を製造する方法の一例を示す。 Hereinafter, the resin plate 2, the intermediate layer 3, and the metal plate 4 that constitute the cooling device 1 will be sequentially described, and then an example of a method of manufacturing the cooling device 1 from these constituent elements will be described.

(樹脂製プレート2)
本実施形態に係る樹脂製プレート2は、光透過性樹脂部材(A)からなり、好ましくは光透過性の熱可塑性樹脂組成物の成形体である。なお、本実施形態において、光透過性樹脂部材(A)の光透過性は、レーザーが透過して中間層3に到達できる程度の光透過性を有していればよく特に限定されないが、例えば、波長940nmにおける、厚み1mmの検体の透過率が好ましくは25%以上、より好ましくは30%以上である。
光透過性の熱可塑性樹脂組成物は樹脂成分としての熱可塑性樹脂(a)を含み、必要に応じて添加剤をさらに含んでもよい。
(Resin plate 2)
The resin plate 2 according to this embodiment is made of a light-transmitting resin member (A), preferably a molded body of a light-transmitting thermoplastic resin composition. In the present embodiment, the light-transmitting property of the light-transmitting resin member (A) is not particularly limited as long as it has a degree of light-transmitting property that allows laser to pass through and reach the intermediate layer 3. For example, , the transmittance of a specimen having a thickness of 1 mm at a wavelength of 940 nm is preferably 25% or more, more preferably 30% or more.
The light-transmitting thermoplastic resin composition contains a thermoplastic resin (a) as a resin component, and may further contain additives as necessary.

熱可塑性樹脂(a)としては特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、極性基含有ポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等のポリメタクリル系樹脂、ポリアクリル酸メチル樹脂等のポリアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール-ポリ塩化ビニル共重合体樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、無水マレイン酸-スチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等の芳香族ポリエーテルケトン、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、スチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アイオノマー、アミノポリアクリルアミド樹脂、イソブチレン無水マレイン酸コポリマー、ABS、ACS、AES、AS、ASA、MBS、エチレン-塩化ビニルコポリマー、エチレン-酢酸ビニルコポリマー、エチレン-酢酸ビニル-塩化ビニルグラフトポリマー、エチレン-ビニルアルコールコポリマー、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、カルボキシビニルポリマー、ケトン樹脂、非晶性コポリエステル樹脂、ノルボルネン樹脂、フッ素プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ素化エチレンポリプロピレン樹脂、PFA、ポリクロロフルオロエチレン樹脂、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリパラメチルスチレン樹脂、ポリアリルアミン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、オリゴエステルアクリレート、キシレン樹脂、マレイン酸樹脂、ポリヒドロキシブチレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリグルタミン酸樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン-アクリロニトリル共重合体樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。 The thermoplastic resin (a) is not particularly limited. Polystyrene resin, polyvinyl alcohol-polyvinyl chloride copolymer resin, polyvinyl acetal resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, polymethylpentene resin, maleic anhydride-styrene copolymer resin, polycarbonate resin, polyphenylene ether resin, polyether Aromatic polyether ketone such as ether ketone resin, polyether ketone resin, polyester resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyimide resin, polyetherimide resin, styrene elastomer, polyolefin elastomer, polyurethane elastomer, polyester Elastomer, polyamide elastomer, ionomer, aminopolyacrylamide resin, isobutylene maleic anhydride copolymer, ABS, ACS, AES, AS, ASA, MBS, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl acetate-vinyl chloride Graft polymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, chlorinated polyvinyl chloride resin, chlorinated polyethylene resin, chlorinated polypropylene resin, carboxyvinyl polymer, ketone resin, amorphous copolyester resin, norbornene resin, fluoroplastic, polytetrafluoroethylene Resin, fluorinated ethylene polypropylene resin, PFA, polychlorofluoroethylene resin, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride resin, polyvinyl fluoride resin, polyarylate resin, thermoplastic polyimide resin, polyvinylidene chloride resin, polyvinyl chloride resin , polyvinyl acetate resin, polysulfone resin, polyparamethylstyrene resin, polyallylamine resin, polyvinyl ether resin, polyphenylene oxide resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polymethylpentene resin, oligoester acrylate, xylene resin, maleic acid resin, Polyhydroxybutyrate resin, polysulfone resin, polylactic acid resin, polyglutamic acid resin, polycaprolactone resin, polyethersulfone resin, polyacrylonitrile resin, styrene-acrylonitrile copolymer resin, etc. be These thermoplastic resins may be used singly or in combination of two or more.

これらの中でも、熱可塑性樹脂(a)としては、樹脂製プレート2と中間層3との接着強度と気密性をより一層高められることから、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアリーレンエーテル系樹脂およびポリアリーレンスルフィド系樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。 Among these, as the thermoplastic resin (a), the adhesive strength and airtightness between the resin plate 2 and the intermediate layer 3 can be further enhanced, so polyolefin resins, polyester resins, polyamide resins, and fluorine resins can be used. One or two or more thermoplastic resins selected from resins, polyarylene ether-based resins and polyarylene sulfide-based resins are preferably used.

本実施形態に係る熱可塑性樹脂組成物においては、樹脂製プレート2の機械的特性改良の視点や線膨張係数差調整等の視点から任意添加成分としての充填剤を併用できる。充填剤としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、炭素粒子、粘土、タルク、シリカ、ミネラル、セルロース繊維からなる群から一種または二種以上を選ぶことができる。これらのうち、好ましくは、ガラス繊維、炭素繊維、タルク、ミネラルから選択される一種または二種以上である。また、アルミナ、フォルステライト、マイカ、窒化アルミナ、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等に代表される放熱性フィラーを用いることもできる。これらの充填剤の形状は特に限定されず、繊維状、粒子状、板状等どのような形状であってもよいが、後述するように金属製プレート4の表面に微細凹凸構造が形成されている場合は、凹部に侵入できる程度の大きさを含む充填剤を使用することが好ましい。 In the thermoplastic resin composition according to the present embodiment, a filler as an optional additive component can be used in combination from the viewpoint of improving the mechanical properties of the resin plate 2 and adjusting the linear expansion coefficient difference. As the filler, for example, one or more can be selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, carbon particles, clay, talc, silica, minerals and cellulose fiber. Among these, one or more selected from glass fiber, carbon fiber, talc, and minerals are preferred. A heat-dissipating filler typified by alumina, forsterite, mica, alumina nitride, boron nitride, zinc oxide, magnesium oxide, and the like can also be used. The shape of these fillers is not particularly limited, and may be any shape such as fibrous, particulate, or plate-like. If so, it is preferable to use a filler that is large enough to enter the recess.

なお、熱可塑性樹脂組成物が充填剤を含む場合、その含有量は、熱可塑性樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上100質量部以下であり、より好ましくは5質量部以上90質量部以下であり、特に好ましくは10質量部以上80質量部以下である。充填剤の含有量が上記上限値以下であると、後述するレーザー溶着する際に、レーザー光の散乱や反射を抑制でき、その結果、レーザー溶着の効率を向上させることができる。 When the thermoplastic resin composition contains a filler, the content thereof is preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or more and 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin. It is not more than 10 parts by mass, and particularly preferably 10 parts by mass or more and 80 parts by mass or less. If the content of the filler is equal to or less than the above upper limit, scattering and reflection of laser light can be suppressed during laser welding, which will be described later, and as a result, the efficiency of laser welding can be improved.

樹脂製プレート2の成形方法としては公知の方法を制限なく使用でき、例えば射出成形、押出成形、加熱プレス成形、圧縮成形、トランスファーモールド成形、注型成形、レーザー溶着成形、反応射出成形(RIM成形)、リム成形(LIM成形)、溶射成形等を例示することができる。これらの中でも、樹脂製プレート2の製造方法としては、生産性および品質安定性の視点から射出成形法が好ましい。 As a method for molding the resin plate 2, known methods can be used without limitation, such as injection molding, extrusion molding, hot press molding, compression molding, transfer molding, cast molding, laser welding molding, reaction injection molding (RIM molding). ), rim molding (LIM molding), thermal spray molding, and the like. Among these methods, the injection molding method is preferable as the method for manufacturing the resin plate 2 from the viewpoint of productivity and quality stability.

本実施形態に係る樹脂製プレート2の金属製プレート4側の一面には溝部24が複数形成されており、金属製プレート4側の一面には、面全体にわたって溝部24が形成されていることが好ましい。この溝部24は金属製プレート4面と密接することによって冷媒の流路としての機能を生みだす。通常、複数個の溝部24の頂部は同一高さに設定され、かつすべて、或いは一部の頂部が金属製プレート4面と接するように構成される。樹脂製プレート2の内部には、必要に応じて溝部24の頂部と同一高さを有する一つ以上の補強用の樹脂ボス部や補強用支柱が、冷媒の円滑流通を妨げない範囲で設けられてもよい。流路の入り口部および出口部(すなわち、流路の端部)には、注入管接続口21および排出管接続口22が設けられている。すなわち、本実施形態に係る樹脂製プレート2に形成された溝部24による冷媒の流路において、その一方の端部が注入管に接続し、他方が排出管に接続している。
流路内には必要に応じて、マニフォールド部が設けられる。
A plurality of grooves 24 are formed on one surface of the resin plate 2 on the side of the metal plate 4 according to the present embodiment, and the grooves 24 are formed on the entire surface on the side of the metal plate 4. preferable. The groove 24 functions as a coolant flow path by coming into close contact with the surface of the metal plate 4 . Normally, the tops of the plurality of grooves 24 are set at the same height, and all or part of the tops are configured to be in contact with the surface of the metal plate 4 . Inside the resin plate 2, if necessary, one or more reinforcing resin bosses or reinforcing struts having the same height as the top of the groove 24 are provided within a range that does not hinder the smooth flow of the refrigerant. may An inlet tube connection port 21 and an outlet tube connection port 22 are provided at the inlet and outlet of the channel (that is, the ends of the channel). That is, one end of the coolant channel formed by the grooves 24 formed in the resin plate 2 according to the present embodiment is connected to the injection pipe, and the other end is connected to the discharge pipe.
A manifold part is provided in the channel as required.

本実施形態に係る樹脂製プレート2における金属製プレート4側の面とは反対側の面に補強リブが形成されていてもよい。補強リブが形成されることによって外的ストレスからの樹脂製プレート2の構造強度を高め、またリブ高さを高めに設定することによって樹脂製プレート2の接地面との間に十分な空間が生まれ、断熱効果が向上する場合がある。 Reinforcing ribs may be formed on the surface of the resin plate 2 according to the present embodiment opposite to the surface on the metal plate 4 side. By forming the reinforcing ribs, the structural strength of the resin plate 2 is increased against external stress, and by setting the rib height high, a sufficient space is created between the resin plate 2 and the contact surface. , the heat insulation effect may be improved.

(中間層3)
本実施形態に係る冷却装置1においては、樹脂製プレート2が中間層3に溶着し、さらに中間層3は金属製プレート4に接合していることが好ましい。すなわち、中間層3は樹脂製プレート2と金属製プレート4に介在する層である。中間層3は光吸収性樹脂部材(B)からなる。光吸収性樹脂部材(B)を構成する熱可塑性樹脂(b)は、例えば、光透過性樹脂部材(A)を構成する熱可塑性樹脂(a)と同一な熱可塑性樹脂であるが、部分的に、あるいは全部が異なる樹脂種であってもよい。
(Intermediate layer 3)
In the cooling device 1 according to this embodiment, it is preferable that the resin plate 2 is welded to the intermediate layer 3 and that the intermediate layer 3 is joined to the metal plate 4 . That is, the intermediate layer 3 is a layer interposed between the resin plate 2 and the metal plate 4 . The intermediate layer 3 is made of a light-absorbing resin member (B). The thermoplastic resin (b) constituting the light-absorbing resin member (B) is, for example, the same thermoplastic resin as the thermoplastic resin (a) constituting the light-transmitting resin member (A). or all of them may be different resin species.

中間層3の厚みは例えば0.1mm以上10mm以下、好ましくは0.2mm以上5mm以下である。厚みが上記下限値以上であると、樹脂製プレート2と中間層3をレーザー溶着する場合にレーザービームの吸収エネルギーの放熱制御がより一層容易になり、中間層3の型崩れの発生を抑制できるため好ましい。中間層の厚みが上記上限値以下であると、射出成形時にヒケが発生し難くなるため、中間層3の樹脂製プレート2との溶着面である頂面の平面性を向上させることができる。中間層3が、平面性が良好な頂面を持つ場合、例えば、中間層3の頂面と樹脂製プレートのスカート部の平面部を対面させてレーザー溶着する場合に、隙間の発生を抑制でき、溶着をより一層効果的に進めることができる。 The thickness of the intermediate layer 3 is, for example, 0.1 mm or more and 10 mm or less, preferably 0.2 mm or more and 5 mm or less. If the thickness is at least the above lower limit, heat radiation control of the absorbed energy of the laser beam becomes easier when the resin plate 2 and the intermediate layer 3 are laser-welded, and the occurrence of deformation of the intermediate layer 3 can be suppressed. Therefore, it is preferable. When the thickness of the intermediate layer is equal to or less than the above upper limit value, sink marks are less likely to occur during injection molding, so that the flatness of the top surface of the intermediate layer 3 that is the welding surface with the resin plate 2 can be improved. When the intermediate layer 3 has a top surface with good flatness, for example, when the top surface of the intermediate layer 3 and the planar portion of the skirt portion of the resin plate face each other and are laser-welded, the generation of gaps can be suppressed. , welding can proceed more effectively.

本実施形態において、中間層3の厚さ1mm検体の波長940nmにおける光透過率は好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下である。
このような光透過しにくい性能は、例えば、上記熱可塑性樹脂(b)に、例えば着色顔料や染料等の光吸収剤を含有させることにより発現させることができる。着色顔料としては、例えば、カーボンブラックなどの黒色顔料、酸化鉄赤などの赤色顔料、酸化チタンなどの白色顔料、各種の有機顔料などが挙げられる。中でも、無機顔料は一般に隠ぺい力が強く、好ましく用いることができる。これらの着色顔料は2種以上組み合わせて使用してもよい。
In this embodiment, the light transmittance of the intermediate layer 3 having a thickness of 1 mm at a wavelength of 940 nm is preferably 10% or less, more preferably 5% or less.
Such a property of being difficult to transmit light can be exhibited by, for example, incorporating a light absorbing agent such as a coloring pigment or a dye into the thermoplastic resin (b). Examples of coloring pigments include black pigments such as carbon black, red pigments such as iron oxide red, white pigments such as titanium oxide, and various organic pigments. Among them, inorganic pigments generally have strong hiding power and can be preferably used. Two or more of these color pigments may be used in combination.

また、光吸収剤としては、照射するレーザー光波長の範囲内に吸収波長を持つレーザー光吸収性染料を用いることもできる。
レーザー光吸収性染料としては、例えば、ニグロシン、アニリンブラック、フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポルフィリン、ペリレン、クオテリレン、アゾ染料、アントラキノン、スクエア酸誘導体、インモニウム等が挙げられる。
As the light absorbing agent, a laser light absorbing dye having an absorption wavelength within the wavelength range of the irradiated laser light can also be used.
Laser light absorbing dyes include, for example, nigrosine, aniline black, phthalocyanine, naphthalocyanine, porphyrin, perylene, quaterrylene, azo dyes, anthraquinone, squaric acid derivatives, immonium and the like.

これらのうち特に好ましいレーザー光吸収性染料はニグロシンである。ニグロシンは、黒色のアジン系縮合混合物である。このようなニグロシンは、例えば、アニリン、アニリン塩酸塩及びニトロベンゼンを、塩化鉄の存在下、反応温度160~180℃で酸化及び脱水縮合することにより合成できる。ニグロシンの市販品としては、例えば、「NUBIAN(登録商標)BLACK」(商品名、オリヱント化学工業社製)等が挙げられる。 A particularly preferred laser light-absorbing dye among these is nigrosine. Nigrosine is a black azine-based condensation mixture. Such nigrosine can be synthesized, for example, by subjecting aniline, aniline hydrochloride and nitrobenzene to oxidation and dehydration condensation at a reaction temperature of 160 to 180° C. in the presence of iron chloride. Commercially available products of nigrosine include, for example, "NUBIAN (registered trademark) BLACK" (trade name, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.).

光吸収性樹脂部材(B)が光吸収剤を含む場合、光吸収性樹脂部材(B)中の光吸収剤の含有量は、光吸収性樹脂部材の全体を100質量%としたとき、0.01~5質量%であることが好ましく、0.1~4質量%がより好ましく、0.2~3質量%がさらに好ましい。これらの光吸収剤の中では、特にカーボンブラックが最も好ましく用いられる。 When the light-absorbing resin member (B) contains a light-absorbing agent, the content of the light-absorbing agent in the light-absorbing resin member (B) is 0 when the entire light-absorbing resin member is 100% by mass. 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 4% by mass, even more preferably 0.2 to 3% by mass. Among these light absorbing agents, carbon black is most preferably used.

(金属製プレート4)
本実施形態に係る冷却装置1を構成する金属製プレート4は、リチウムイオン電池等の発熱体からの熱を拡散するとともに、樹脂製プレート2内を流通する冷媒に効率的に熱を伝達するという二つの役割を担う。それゆえ、金属製プレート4を構成する金属種は伝熱性に優れることが好ましい。このような視点から金属製プレート4を構成する金属種としては、アルミニウムまたは銅が用いられ、具体的にはアルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、銅製部材および銅合金製部材からなる群から選択される少なくとも一種の部材により構成されていることが好ましい。また金属製プレート4の平均厚みは、伝熱性、強度および軽量性を総合的に勘案して、例えば0.5mm~30mm、好ましくは0.5mm~20mmである。
(Metal plate 4)
The metal plate 4 that constitutes the cooling device 1 according to the present embodiment diffuses heat from a heating element such as a lithium-ion battery and efficiently transfers heat to the coolant that flows through the resin plate 2. play two roles. Therefore, it is preferable that the metal species forming the metal plate 4 have excellent heat conductivity. From such a point of view, aluminum or copper is used as the metal species constituting the metal plate 4. Specifically, it is selected from the group consisting of an aluminum member, an aluminum alloy member, a copper member, and a copper alloy member. It is preferable to be configured by at least one member that Also, the average thickness of the metal plate 4 is, for example, 0.5 mm to 30 mm, preferably 0.5 mm to 20 mm, taking heat transfer, strength and lightness into consideration.

金属製プレート4における少なくとも中間層3との接合部表面は、脱脂されていることが好ましい。また、金属製プレート4における少なくとも中間層3との接合部表面には、微細凹凸構造が形成されているか、親水性基が形成されていることがより好ましく、微細凹凸構造が形成された表面にさらに親水性基が形成されていることがさらに好ましい。こうすることで、中間層3と金属製プレート4との接合強度を高めることができ、その結果、冷媒の漏洩をより一層抑制できるとともに、機械的強度および耐久性の信頼性により一層優れた冷却装置1を得ることができる。 At least the joint surface of the metal plate 4 with the intermediate layer 3 is preferably degreased. In addition, it is more preferable that a fine uneven structure is formed or a hydrophilic group is formed on at least the joint surface of the metal plate 4 with the intermediate layer 3, and the surface on which the fine uneven structure is formed Furthermore, it is more preferable that a hydrophilic group is formed. By doing so, the bonding strength between the intermediate layer 3 and the metal plate 4 can be increased, and as a result, leakage of the refrigerant can be further suppressed, and more excellent cooling can be achieved due to the reliability of mechanical strength and durability. A device 1 can be obtained.

本実施形態の好ましい形態(第一の形態)において金属製プレート4の少なくとも中間層3との接合部表面に形成されている微細凹凸構造のプロファイル(深さ、孔径、孔径間距離等)については特段の制限はないが、後述する電子顕微鏡の断面写真で測定した平均高さ、またはJIS B 0601に準じて測定した、各々平均高さ、または十点平均粗さRzjisが、例えば1nm以上、好ましくは3nm以上1mm以下、より好ましく5nm以上100μm以下である。微細凹凸構造は大きさの異なる複数種から成り立っていてもよい。このような例として、例えば十点平均粗さが1μm~100μmの大きなミクロンサイズの微細凹凸構造上に、平均高さが1nm~300nmの平均高さを持つナノサイズの超微細凹凸構造が形成されたプロファイルを挙げることができる。 In the preferred form (first form) of the present embodiment, the profile (depth, hole diameter, hole-span distance, etc.) of the fine uneven structure formed on the joint surface of the metal plate 4 at least with the intermediate layer 3 is Although there is no particular limitation, the average height measured in a cross-sectional photograph of an electron microscope to be described later, or the average height measured according to JIS B 0601, or the ten-point average roughness Rzjis is, for example, 1 nm or more, preferably is 3 nm or more and 1 mm or less, more preferably 5 nm or more and 100 μm or less. The fine concavo-convex structure may consist of a plurality of different sizes. As such an example, for example, a nano-sized ultra-fine uneven structure having an average height of 1 nm to 300 nm is formed on a large micron-sized fine uneven structure having a ten-point average roughness of 1 μm to 100 μm. profile.

金属製プレート4の表面に、このような微細凹凸構造を付与する方法として特段の制限はないが、例えば、水酸化ナトリウム等の無機塩基水溶液および/または塩酸、硝酸等の無機酸水溶液に金属部材を浸漬する方法;陽極酸化法により金属部材を処理する方法;機械的切削、例えばダイヤモンド砥粒研削またはブラスト加工によって作製した凹凸を有する金型パンチを金属部材表面にプレスすることにより金属部材表面に凹凸を形成する方法や、サンドブラスト、ローレット加工、レーザー加工により金属部材表面に凹凸形状を作製する方法;国際公開第2009/31632号パンフレットに開示されているような、水和ヒドラジン、アンモニア、および水溶性アミン化合物から選ばれる1種以上の水溶液に金属部材を浸漬する方法等が挙げることができる。 Although there is no particular limitation on the method for imparting such a fine uneven structure to the surface of the metal plate 4, for example, an inorganic base aqueous solution such as sodium hydroxide and/or an inorganic acid aqueous solution such as hydrochloric acid or nitric acid is added to the metal member. A method of treating a metal member by an anodizing method; A metal member surface by pressing a mold punch having unevenness made by mechanical cutting, such as diamond abrasive grinding or blasting, onto the metal member surface A method of forming unevenness, a method of creating unevenness on the surface of a metal member by sandblasting, knurling, or laser processing; A method of immersing a metal member in an aqueous solution of one or more kinds selected from amine compounds can be used.

なお、上記した方法の中で、特に薬液槽へ浸漬する方法を採用する場合、金属製プレート4全体を浸漬させてもよいし、微細凹凸構造を形成させたくない面をマスキングテープでマスクした後に浸漬させてもよい。前者の場合、金属製プレート4上には、中間層3の接合面のみならず、金属製プレート4の全表面に微細凹凸構造が形成されることになるが、このような実施形態は本実施形態の効果を何ら損なうものではない。 Among the above-described methods, when the method of immersing in a chemical bath is employed, the entire metal plate 4 may be immersed, or the surface on which the fine uneven structure is not desired to be formed is masked with a masking tape. It can be immersed. In the former case, on the metal plate 4, not only the joint surface of the intermediate layer 3 but also the entire surface of the metal plate 4 is formed with a fine uneven structure. It does not impair the effect of form in any way.

本実施形態の他の好ましい形態(第二の形態)において金属製プレート4の少なくとも中間層3との接合部表面を覆う親水性基の具体例として、水酸基またはシラノール基を挙げることができる。金属表面への水酸基などの親水性基の導入は、例えばプラズマトリート社が開発したオープンエア(商標)とプラズマプラス(商標)技術を適宜組み合わせたプラズマ表面改質技術を実施することによって達成可能である。また、金属表面へのシラノール基の導入は、例えば、特許3557194号公報に記載されているようなイトロ処理(ケイ酸化炎処理)によってこれら官能基導入が可能である。上記微細凹凸構造が形成された金属表面にさらに水酸基やシラノール基を導入するためには、いったん上記方法で金属表面に微細嘔吐形状を形成させた後、次いでさらにプラズマあるいはイトロ処理を行えばよい。 In another preferred form (second form) of the present embodiment, specific examples of the hydrophilic group covering at least the joint surface of the metal plate 4 with the intermediate layer 3 include a hydroxyl group and a silanol group. The introduction of hydrophilic groups such as hydroxyl groups to the metal surface can be achieved, for example, by carrying out a plasma surface modification technology that appropriately combines Open Air (trademark) and Plasma Plus (trademark) technologies developed by Plasmatreat. be. In addition, introduction of silanol groups to the metal surface can be achieved by itro treatment (silicicification flame treatment) as described in Japanese Patent No. 3557194, for example. In order to further introduce a hydroxyl group or a silanol group to the metal surface on which the fine uneven structure is formed, once the fine vomiting shape is formed on the metal surface by the above method, plasma or Itro treatment may be further performed.

<冷却装置1の製造方法>
本実施形態に係る冷却装置1は、例えば、金属製プレート4上に、射出成形によって中間層3の土手部を形成し、次いで別途成形した樹脂製プレート2の周縁部を中間層3(土手部)に例えばレーザー等を用いて溶着することによって製造することができる。以下射出成形と溶着について説明する。
<Manufacturing Method of Cooling Device 1>
In the cooling device 1 according to the present embodiment, for example, the banks of the intermediate layer 3 are formed on the metal plate 4 by injection molding, and then the periphery of the separately molded resin plate 2 is formed on the intermediate layer 3 (banks). ), for example, by welding using a laser or the like. Injection molding and welding will be described below.

(射出成形)
まず、射出成形用の金型を用意し、その金型を開いてその一部に金属製プレート4を設置する。その後、金型を閉じ、光吸収性の熱可塑性樹脂組成物の少なくとも一部が金属製プレート4表面の微細凹凸が形成された領域と接するように、光吸収性の熱可塑性樹脂組成物を射出成形・固化させて中間層3を形成する。その後、金型を開き離型することにより、中間層3(土手部)が形成された金属製プレート4を得ることができる。
(injection molding)
First, a mold for injection molding is prepared, the mold is opened, and the metal plate 4 is placed on a part of the mold. After that, the mold is closed, and the light-absorbing thermoplastic resin composition is injected so that at least part of the light-absorbing thermoplastic resin composition is in contact with the area on which the fine unevenness is formed on the surface of the metal plate 4. The intermediate layer 3 is formed by molding and solidifying. After that, the mold is opened and released to obtain the metal plate 4 on which the intermediate layer 3 (bank portion) is formed.

射出成形の際には、射出発泡成形や、金型を急速に加熱冷却する高速ヒートサイクル成形(RHCM、ヒート&クール成形)を併用してもよい。
射出発泡成形の方法として、例えば、化学発泡剤を樹脂に添加する方法;射出成形機のシリンダー部に直接、窒素ガスや炭酸ガスを注入する方法;窒素ガスや炭酸ガスを超臨界状態で射出成形機のシリンダー部に注入するMuCell射出発泡成形法等があるが、いずれの方法でも中間層3が発泡体である冷却装置1を得ることができる。また、いずれの方法でも、金型の制御方法として、カウンタープレッシャーを使用したり、成形品の形状によってはコアバックを利用したりすることも可能である。
In injection molding, injection foam molding and high-speed heat cycle molding (RHCM, heat & cool molding) in which the mold is rapidly heated and cooled may be used together.
Methods of injection foam molding include, for example, a method of adding a chemical foaming agent to the resin; a method of injecting nitrogen gas or carbon dioxide gas directly into the cylinder of an injection molding machine; injection molding of nitrogen gas or carbon dioxide gas in a supercritical state. There is a MuCell injection foam molding method of injecting into the cylinder part of the machine. In any method, it is also possible to use a counter pressure as a method of controlling the mold, or use a core back depending on the shape of the molded product.

(溶着)
樹脂製プレート2を中間層3に溶着する方法としては、例えば、レーザー溶着が挙げられる。
図4は、樹脂製プレート2をレーザー溶着する方法の一例を模式的に示した斜視図である。図4に示すように、例えば、樹脂製プレート2の周縁部に形成されたスカート部23を、中間層3(土手部)の頂面に重ね合わせたのち、必要に応じて加圧状態を維持しながらレーザー光を照射することによって樹脂製プレート2を中間層3に溶着することができる。レーザー溶着時には両溶着面を圧設することが好ましい。加圧する場合、その圧力はレーザー照射条件にもよるが、通常0.5~10Mpa、好ましくは1~50MPa程度である。0.5MPa以上の加圧とすることによって、レーザー溶着時の中間層3の溶着平面と樹脂製プレート2の溶着平面との間に密接状態を産み出せるので効率的なレーザー溶着が可能となる。
(welding)
As a method of welding the resin plate 2 to the intermediate layer 3, for example, laser welding may be used.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of a method of laser welding the resin plate 2. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, for example, after the skirt portion 23 formed on the peripheral portion of the resin plate 2 is superimposed on the top surface of the intermediate layer 3 (bank portion), the pressurized state is maintained as necessary. The resin plate 2 can be welded to the intermediate layer 3 by irradiating the laser beam while the resin plate 2 is in contact with the intermediate layer 3 . It is preferable to press both surfaces to be welded at the time of laser welding. When applying pressure, the pressure is usually 0.5 to 10 MPa, preferably about 1 to 50 MPa, although it depends on the laser irradiation conditions. By applying a pressure of 0.5 MPa or more, a close contact state can be produced between the welding plane of the intermediate layer 3 and the welding plane of the resin plate 2 at the time of laser welding, so that efficient laser welding becomes possible.

本実施形態に係る冷却装置1においては、樹脂製プレート2と金属製プレート4は上記したように中間層3を介して溶着・接合されていることに加えて、少なくとも樹脂製プレート2と金属製プレート4の外周端部とが、中間層3を挟んで、或いは挟むことなく、リベットまたはネジ止め等の機械的嵌合手段で相互に締結されていることが好ましい。このように樹脂製プレート2と金属製プレート4を二段階で堅固に接合・機械的締結することにより樹脂製プレート2内を流通する冷媒の液漏れをより効果的に抑制できる。 In the cooling device 1 according to this embodiment, in addition to the fact that the resin plate 2 and the metal plate 4 are welded and joined via the intermediate layer 3 as described above, at least the resin plate 2 and the metal plate It is preferable that the outer peripheral edge of the plate 4 and the plate 4 are fastened together by mechanical fitting means such as rivets or screws, with or without the intermediate layer 3 interposed therebetween. By firmly joining and mechanically fastening the resin plate 2 and the metal plate 4 in two stages in this manner, the leakage of the coolant flowing through the resin plate 2 can be suppressed more effectively.

<電池構造体>
以下、本実施形態に係る電池ブロックおよび電池構造体の実施の一形態を、図面を用いて説明する。
本実施形態に係る電池構造体は、例えば、図8に模式的に示されるように、2つ以上の電池セル101の平面を立てて互いに密着させてまたは一定の間隔をあけて隣接するように配置した電池ブロックと、本実施形態に係る冷却装置1と、電池ブロックを収容するケース105と、を備え、冷却装置1における金属製プレート4の樹脂製プレート2の載置面とは反対側の面上に電池ブロックが配置されている。なお、図8においては、樹脂製プレート内に形成された溝(冷媒流路)を図示していない。
すなわち、本実施形態に係る冷却装置1は、2つ以上の電池セルの平面を立てて互いに密着させてまたは一定の間隔をあけて隣接するように配置した電池ブロックを冷却するために用いられる。
電池セル101の形状としては、例えば、角形、円筒形、パウチ状等が挙げられる。
<Battery structure>
An embodiment of a battery block and a battery structure according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.
In the battery structure according to the present embodiment, for example, as schematically shown in FIG. 8, two or more battery cells 101 are arranged so that the flat surfaces thereof are upright and adhered to each other or adjacent to each other at a certain interval. It includes the arranged battery blocks, the cooling device 1 according to the present embodiment, and a case 105 that houses the battery blocks, and the cooling device 1 has a metal plate 4 on the opposite side of the mounting surface of the resin plate 2. A battery block is placed on the surface. Note that FIG. 8 does not show the grooves (coolant flow paths) formed in the resin plate.
That is, the cooling device 1 according to the present embodiment is used to cool a battery block in which two or more battery cells are laid flat and are closely attached to each other or adjacent to each other with a certain interval.
Examples of the shape of the battery cell 101 include a rectangular shape, a cylindrical shape, and a pouch shape.

本実施形態に係る電池ブロックは、複数の電池セル101(図8参照)と、複数の電池セル101が所定方向に配列された状態で固定する一対のサイドプレート(図示せず)と、電池セル101の配列方向の両端のそれぞれに配置された一対のエンドプレート(図示せず)とを備えることが好ましい。また、冷却装置1は、複数の電池セル101の配列方向に延在されることが好ましい。そして、一つの電池ブロック、あるいは複数個の電池ブロックは、例えば、箱状またはコの字状の金属製ケース105で覆われて、防水、防塵、耐衝撃機能が備えられていることが好ましい。 The battery block according to the present embodiment includes a plurality of battery cells 101 (see FIG. 8), a pair of side plates (not shown) for fixing the plurality of battery cells 101 arranged in a predetermined direction, and a battery cell It is preferable to have a pair of end plates (not shown) respectively arranged at both ends in the arrangement direction of 101 . Also, the cooling device 1 preferably extends in the direction in which the plurality of battery cells 101 are arranged. One battery block or a plurality of battery blocks is preferably covered with, for example, a box-shaped or U-shaped metal case 105 to provide waterproof, dustproof, and shockproof functions.

電池セル101は、例えば、リチウムイオン二次電池等のリチウムイオン電池である。各電池セル101は、例えば、アルミニウム等の金属製部材により形成された電池缶内に不図示の発電ユニットが収容され、非水電解液が注入され、封口されたものである。 The battery cell 101 is, for example, a lithium ion battery such as a lithium ion secondary battery. Each battery cell 101 has a power generation unit (not shown) housed in a battery can made of a metal member such as aluminum, filled with a non-aqueous electrolyte, and sealed.

各電池セル101の間には、金属製プレート4に固定されたスペーサ102が介装されていてもよい。すなわち、金属製プレート4における樹脂製プレート2側とは反対側に、スペーサ102(冷却フィン)が形成されていてもよい。スペーサ102が介装されていない場合(図8(a)参照)では、隣り合う電池セル間に空隙が発生するように配列されていることが好ましい。空隙の存在によって空冷が可能となるからである。本実施形態に係る電池構造体においては、通常はセル間には絶縁性部材で形成されたスペーサ102が介装されている(図8(b)参照)。特にパウチ状電池セルの場合ではセルを立てた場合の腰の弱さを補強するためのスペーサ102が好んで介装される。各スペーサ102は、厚さ方向(電池セルの配列方向)の両側に電池セル101が嵌入される開口部を有し、中間部に隔離壁が形成されていてもよい。 A spacer 102 fixed to the metal plate 4 may be interposed between each battery cell 101 . That is, spacers 102 (cooling fins) may be formed on the side of the metal plate 4 opposite to the side of the resin plate 2 . When the spacer 102 is not interposed (see FIG. 8A), it is preferable that the battery cells are arranged so that a gap is generated between the adjacent battery cells. This is because air cooling becomes possible due to the existence of the gap. In the battery structure according to this embodiment, spacers 102 made of an insulating material are usually interposed between the cells (see FIG. 8(b)). Particularly in the case of a pouch-shaped battery cell, spacers 102 are preferably interposed to reinforce the weakness of the cell when the cell is upright. Each spacer 102 may have openings into which the battery cells 101 are inserted on both sides in the thickness direction (battery cell arrangement direction), and a partition wall may be formed in the middle.

本実施形態に係る電池構造体においては、スペーサ102は、金属製プレート4と一体化することによって冷却フィンとしての機能を兼ね備えていてもよい。この場合のスペーサ102(冷却フィン)の材質は通常、金属製プレート4と同種の材質であり、より具体的にはアルミニウム合金および銅合金を好ましい例として例示できる。冷却フィンの電池セル101と接する面には必要に応じて熱伝導性シートが貼付されていてもよい。エンドプレートは、例えば、アルミダイカスト等により形成されるアルミニウム合金、剛性が高い樹脂、または樹脂と鋼板とを一体成形して形成される。 In the battery structure according to this embodiment, the spacers 102 may also function as cooling fins by being integrated with the metal plate 4 . In this case, spacers 102 (cooling fins) are generally made of the same material as that of metal plate 4, and more specifically aluminum alloy and copper alloy can be exemplified as preferred examples. A thermally conductive sheet may be attached to the surfaces of the cooling fins in contact with the battery cells 101 as necessary. The end plate is formed, for example, by integrally molding an aluminum alloy formed by aluminum die casting or the like, a highly rigid resin, or a resin and a steel plate.

本実施形態において、冷却装置1を構成する金属製プレート4面と各電池セル101の底面との間には、好ましくは熱伝導性シートが介装される。通常、熱伝導性シートと電池セル101との数は同一である。つまり、熱伝導性シートと電池セル101とは1:1で配置されていることが好ましい。この構造とすることにより、各電池セル101の下面の高さ方向(Z方向)に凸凹が存在した場合であっても、各電池セル101と冷却装置1との熱伝導を良好にすることができる。 In this embodiment, a thermally conductive sheet is preferably interposed between the metal plate 4 that constitutes the cooling device 1 and the bottom surface of each battery cell 101 . Normally, the number of thermally conductive sheets and battery cells 101 is the same. In other words, it is preferable that the heat conductive sheet and the battery cell 101 are arranged at a ratio of 1:1. With this structure, even if unevenness exists in the height direction (Z direction) of the lower surface of each battery cell 101, heat conduction between each battery cell 101 and the cooling device 1 can be improved. can.

しかし、熱伝導性シートは、電池セル101と1:1の短冊状の部材とすると、絶縁抵抗が低くなる可能性がある。これに対しては、金属製プレート4面上にスペーサや冷却フィンを立てない場合(図8(a)参照)は、電池セルの底面の全領域をカバーする熱伝導性シートを1枚配置する構造とすればよい。電池セル101のすべての下面がほぼ平坦ならば、1枚の熱伝導性シートのみ対応することができる。熱伝導性シートに替えて、いわゆるサーマル・インターフェース・マテリアル(TIM)と呼ばれる物質を用いてもよく、具体的にはサーマルグリース、相変化材料(PCM)、ゲル、高熱伝導接着剤、サーマルテープ等を例示できる。 However, if the thermally conductive sheet is a strip-shaped member that is 1:1 with the battery cell 101, the insulation resistance may be lowered. On the other hand, if no spacers or cooling fins are placed on the metal plate 4 (see FIG. 8(a)), a single thermally conductive sheet is placed to cover the entire area of the bottom surface of the battery cell. structure. If all the lower surfaces of battery cells 101 are substantially flat, only one thermally conductive sheet can be accommodated. Substances called so-called thermal interface materials (TIM) may be used in place of the thermally conductive sheet, specifically thermal grease, phase change material (PCM), gel, high thermal conductive adhesive, thermal tape, etc. can be exemplified.

<冷却装置のその他の応用>
本実施形態に係る冷却装置は、前述の電池ブロック以外の様々な発熱体の冷却装置として適用される。このような発熱体の代表例として、システムボード上のCPU等の電子部品を挙げることができる。本実施形態に係る冷却装置はこのような発熱体のコールドプレートとしても制限なく使用できる。
<Other Applications of Cooling Device>
The cooling device according to this embodiment is applied as a cooling device for various heating elements other than the aforementioned battery block. A representative example of such a heating element is an electronic component such as a CPU on a system board. The cooling device according to this embodiment can also be used without limitation as a cold plate for such a heating element.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を含む。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are examples of the present invention and include various configurations other than those described above.

以下に、本発明の実施形態を実施例により説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。なお、物性評価法は以下の通りである。
金属製プレート表面上の微細凹凸構造の分析方法、光透過性樹脂部材と光吸収性樹脂部材との融着体の引張せん断強度測定法、および光吸収性樹脂部材/金属複合体の気密性評価試験方法について述べる。
EXAMPLES The embodiments of the present invention will be described below with reference to Examples, but the present embodiments are not limited to these. In addition, the physical-property evaluation method is as follows.
Analysis method of fine uneven structure on metal plate surface, tensile shear strength measurement method of fused body of light-transmitting resin member and light-absorbing resin member, and airtightness evaluation of light-absorbing resin member / metal composite The test method is described.

(金属製プレート面上の微細凹凸構造)
・平均高さ
微細凹凸構造が形成された金属製プレート4の表面上の平均粗さを電子顕微鏡で測定する方法について述べる。この測定法は、平均粗さが500nm未満の超微細な凹凸構造について適用される。なお平均高さとは、隣り合う山と谷の高さ(すなわち、谷の底部から山の頂部までの距離)の平均値を表したものである。本実施形態ではレーザー顕微鏡(KEYENCE社製VK-X100)または走査型電子顕微鏡(JEOL社製JSM-6701F)を用いて測定した。なお、走査型電子顕微鏡またはレーザー顕微鏡で撮影した写真から平均高さを求める場合は、具体的には、金属製プレート4の表層にある微細凹凸構造の断面を撮影し、得られた写真から、任意の隣り合う凹凸を50個選択し、それらの谷の底部から山の頂部までの距離をそれぞれ測定する。谷の底部から山の頂部までの距離の全てを積算して50で除したものを平均高さとした。
(Micro uneven structure on metal plate surface)
·Average height A method of measuring the average roughness on the surface of the metal plate 4 on which the fine uneven structure is formed using an electron microscope will be described. This measurement method is applied to ultra-fine relief structures with an average roughness of less than 500 nm. Note that the average height represents the average value of the heights of adjacent peaks and valleys (that is, the distance from the bottom of the valley to the top of the peak). In this embodiment, measurements were made using a laser microscope (VK-X100 manufactured by KEYENCE) or a scanning electron microscope (JSM-6701F manufactured by JEOL). In addition, when obtaining the average height from a photograph taken with a scanning electron microscope or a laser microscope, specifically, the cross section of the fine uneven structure on the surface layer of the metal plate 4 is photographed, and from the obtained photograph, 50 arbitrarily adjacent irregularities are selected, and the distance from the bottom of the valley to the top of the mountain is measured. The sum of all the distances from the bottom of the valley to the top of the mountain and divided by 50 was taken as the average height.

・十点平均粗さ(Rzjis)
表面粗さ測定装置「サーフコム1400D(東京精密社製)」を使用し、JIS B0601(対応ISO4287)に準拠して測定される十点平均粗さ(Rzjis)を測定した。なお、測定条件は以下のとおりである。
・触針先端半径:5μm
・基準長さ:0.8mm
・評価長さ:4mm
・測定速度:0.06mm/sec
測定は、金属部材の表面上の、平行関係にある任意の3直線部、および当該直線部と直交する任意の3直線部からなる合計6直線部についておこない、その平均値を求めた。
・Ten-point average roughness (Rzjis)
Using a surface roughness measuring device "Surfcom 1400D (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.)", ten-point average roughness (Rzjis) measured according to JIS B0601 (corresponding to ISO4287) was measured. In addition, the measurement conditions are as follows.
・Radius of stylus tip: 5 μm
・Reference length: 0.8mm
・Evaluation length: 4mm
・Measurement speed: 0.06mm/sec
The measurement was performed for a total of 6 linear portions on the surface of the metal member, consisting of 3 arbitrary parallel linear portions and 3 arbitrary linear portions orthogonal to the linear portions, and the average value was obtained.

(引張せん断試験)
引張試験機「モデル1323(アイコーエンジニヤリング社製)」を使用し、引張試験機に専用の治具を取り付け、室温(23℃)にて、チャック間距離60mm、引張速度10mm/minの条件にて、図7に示した寸法の引張せん断強度測定用試験片について測定をおこなった。上記の引張試験後の両部材の破断面をルーペ観察することによって接合強度の推定を行った。
(Tensile shear test)
A tensile tester "Model 1323 (manufactured by Aikoh Engineering Co., Ltd.)" was used, and a special jig was attached to the tensile tester. Then, a test piece for tensile shear strength measurement having the dimensions shown in FIG. 7 was measured. The bonding strength was estimated by observing the fracture surfaces of both members after the tensile test with a magnifying glass.

(気密性評価試験)
光吸収性樹脂部材/金属部材の複合体の気密性評価として、ヘリウムリークディテクターを用いたヘリウムリーク速度の測定を行った。ヘリウムリークディテクターとしてはキャノンアネルバテクニクス社製M-212LDを用いた。図5には、ISO19095-2で規定された気密性評価用試験片形状(Type D.2.2 specimen)、また図6にその対角線方向断面形状を示した。この試験片は、後述するように直径20mmの孔が空けられた矩形金属平板(50mm×50mm×2mm)に光吸収性部材部材を射出することによって孔の周辺に樹脂部材を接合させている(図6参照)。なおヘリウムリークディテクター試験冶具(試験ポートフランジ面)と試験片との隙間に設けられるO-リング(パッキン)の気密性を確保するため、試験片の金属部表面の周縁部にエッチングされない領域が設けられている。金属面の一部にエッチングされない面を残すため、マスキングテープ(スリーエムジャパン製のマスキングテープ品名854)を利用した。
(Airtightness evaluation test)
To evaluate the airtightness of the light-absorbing resin member/metal member composite, the helium leak rate was measured using a helium leak detector. As a helium leak detector, M-212LD manufactured by Canon Anerva Technics was used. FIG. 5 shows the shape of a test piece for airtightness evaluation (Type D.2.2 specimen) defined in ISO19095-2, and FIG. 6 shows its diagonal cross-sectional shape. As will be described later, this test piece is made by injecting a light-absorbing member into a rectangular metal flat plate (50 mm × 50 mm × 2 mm) having a hole of 20 mm in diameter, thereby bonding a resin member around the hole ( See Figure 6). In addition, in order to ensure the airtightness of the O-ring (packing) provided in the gap between the helium leak detector test jig (test port flange surface) and the test piece, a non-etched area is provided on the peripheral edge of the metal surface of the test piece. It is A masking tape (masking tape product name 854 manufactured by 3M Japan) was used to leave a part of the metal surface that was not etched.

ヘリウムガスを加圧(0.1MPa)してから1分の間に、ヘリウムリークが認められない試験片(具体的には加圧後1分以内の、ブランクサンプルのヘリウムリーク量(5.5×10-7Pa・m/sec)からのリーク量増加分が10%以内の試験片)を○評価、ヘリウムリークが認められる試験片(具体的には加圧後1分以内にブランクサンプルのヘリウムリーク量からの増加分が10%を超える試験片)を×評価とした。 A test piece in which no helium leak is observed within 1 minute after helium gas is pressurized (0.1 MPa) (specifically, the helium leak amount of a blank sample within 1 minute after pressurization (5.5 × 10 -7 Pa·m 3 /sec)) is evaluated as ○, and a test piece in which helium leak is observed (specifically, a blank sample within 1 minute after pressurization) The test piece in which the increase from the amount of helium leaked from ) exceeds 10%) was evaluated as x.

[表面処理金属部材の調製例1]
JIS H4000に規定された合金番号5052のアルミニウム板(50mm×50mm×2mm、中央部に直径20mmの孔あり)の、穴周縁部(縁幅5mm)を残して板両面にマスキングテープ(スリーエムジャパン製のマスキングテープ品名854)を貼付した。このアルミニウム板を脱脂処理した後、水酸化ナトリウムを15質量%と酸化亜鉛を3質量%含有するアルカリ系エッチング剤(30℃)が充填された処理槽1に3分間浸漬(以下の説明では「アルカリ系エッチング剤処理」と略称する場合がある)後、30質量%の硝酸(30℃)にて、1分間浸漬し、アルカリ系エッチング剤処理をさらに1回繰り返し実施した。次いで、得られたアルミニウム合金板を、塩化第二鉄を3.9質量%と、塩化第二銅を0.2質量%と、硫酸を4.1質量%とを含有する酸系エッチング水溶液が充填された処理槽2に、30℃下で5分間浸漬し搖動させた(以下の説明では「酸系エッチング剤処理」と略称する場合がある)。次いで、流水で超音波洗浄(水中、1分間)を行い、その後乾燥させ、次いでマスキングテープを剥がすことによって表面処理済みのアルミニウム合金板(m-1)を得た。
[Preparation Example 1 of surface-treated metal member]
Masking tape (manufactured by 3M Japan) on both sides of the aluminum plate (50 mm x 50 mm x 2 mm, with a hole of 20 mm diameter in the center) with alloy number 5052 specified in JIS H4000, leaving the hole peripheral portion (edge width 5 mm) masking tape product name 854) was attached. After degreasing the aluminum plate, it is immersed for 3 minutes in a treatment bath 1 filled with an alkaline etching agent (30° C.) containing 15% by mass of sodium hydroxide and 3% by mass of zinc oxide (in the following description, " After that, it was immersed in 30% by mass nitric acid (30° C.) for 1 minute, and the alkaline etchant treatment was repeated once more. Next, the obtained aluminum alloy plate was treated with an acidic etching aqueous solution containing 3.9% by mass of ferric chloride, 0.2% by mass of cupric chloride, and 4.1% by mass of sulfuric acid. It was immersed in the filled treatment bath 2 at 30° C. for 5 minutes and shaken (in the following description, this may be abbreviated as “acid-based etchant treatment”). Next, the surface-treated aluminum alloy plate (m-1) was obtained by performing ultrasonic cleaning (in water for 1 minute) with running water, then drying, and then peeling off the masking tape.

得られた表面処理済みのアルミニウム合金板(m-1)の処理面を、表面粗さ測定装置「サーフコム1400D(東京精密社製)」を使用し、JIS B0601(対応ISO4287)に準拠して測定される表面粗さのうち、十点平均粗さ(Rzjis)を測定した。その結果、Rzjis平均値は19μmであった。 The treated surface of the obtained surface-treated aluminum alloy plate (m-1) is measured using a surface roughness measuring device "Surfcom 1400D (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.)" in accordance with JIS B0601 (corresponding to ISO4287). Ten-point average roughness (Rzjis) was measured among the surface roughnesses measured. As a result, the Rzjis average value was 19 μm.

[表面処理金属部材の調製例2]
表面処理金属部材の調製例1で用いたアルミニウム合金板と同じアルミニウム合金板を、5質量%水酸化アルミニウム水溶液中に温度40℃で90秒間浸漬させた(アルカリエッチング)。次いで、40℃下の1質量%硫酸水溶液中にアルミニウム合金板を2分間浸漬した(酸処理)。
[Preparation Example 2 of surface-treated metal member]
The same aluminum alloy plate as the aluminum alloy plate used in Preparation Example 1 of the surface-treated metal member was immersed in a 5% by mass aluminum hydroxide aqueous solution at a temperature of 40° C. for 90 seconds (alkali etching). Next, the aluminum alloy plate was immersed for 2 minutes in a 1 mass % sulfuric acid aqueous solution at 40° C. (acid treatment).

次に、トリアジンチオール誘導体としての1,3,5-トリアジン-2,4,6-トリチオール・モノナトリウムをその濃度が0.003質量%となるように水に溶解し、さらにこの水溶液に98質量%濃硫酸をその濃度が2.3質量%となるように溶解して電解質水溶液を作製した。
次いで、電解質水溶液を電着槽に入れ、電解質水溶系の温度を60℃に調整した。この電解質水溶液中に、上記アルカリエッチングおよび酸処理を済ませたアルミニウム合金板と、板状の白金部材とを浸漬した。次いで、アルミニウム合金板を陽極とし、白金部材を陰極とし、両極間に2.6Vの電圧を60分間印加することにより、アルミニウム合金板の表面にアルミナを主成分とし、かつトリアジンチオール誘導体を含有する陽極酸化皮膜を形成させた(電着工程)。
次に、アルミニウム合金部材上に残存する余分な電解質水溶液を除去するために、湯洗を行った(洗浄工程)後、エアーブロー(温度70℃、5分間)により乾燥させ、次いでマスキングテープを剥がして表面処理済みのアルミニウム合金板(m-2)を得た。
Next, 1,3,5-triazine-2,4,6-trithiol monosodium as a triazinethiol derivative was dissolved in water to a concentration of 0.003% by mass, and 98% by mass of this aqueous solution was added. % concentrated sulfuric acid to a concentration of 2.3% by mass to prepare an aqueous electrolyte solution.
Next, the aqueous electrolyte solution was put into the electrodeposition bath, and the temperature of the aqueous electrolyte solution was adjusted to 60°C. In this aqueous electrolyte solution, the aluminum alloy plate that had been subjected to the alkali etching and the acid treatment, and the plate-like platinum member were immersed. Next, by using the aluminum alloy plate as an anode and the platinum member as a cathode, a voltage of 2.6 V is applied between both electrodes for 60 minutes, so that the surface of the aluminum alloy plate contains alumina as a main component and a triazine thiol derivative. An anodized film was formed (electrodeposition step).
Next, in order to remove the excess aqueous electrolyte solution remaining on the aluminum alloy member, it was washed with hot water (washing process), dried by air blow (temperature 70°C, 5 minutes), and then the masking tape was peeled off. to obtain a surface-treated aluminum alloy plate (m-2).

得られた表面処理済みアルミニウム合金板(m-2)の処理面を走査型電子顕微鏡(JEOL社製JSM-6701F)にて断面SEM測定したところ、平均高さが200nm前後の樹枝状突起を持つ超微細凹凸構造が観測された。 When the cross-sectional SEM measurement of the treated surface of the obtained surface-treated aluminum alloy plate (m-2) was performed with a scanning electron microscope (JSM-6701F manufactured by JEOL), it had dendrites with an average height of about 200 nm. An ultrafine uneven structure was observed.

[実施例1]
表面処理済みアルミニウム合金板(m-1)を、日本製鋼所社製のJ55AD-30Hに装着された小型ダンベル金属インサート金型内に設置し、次いで、その金型内に熱可塑性樹脂組成物(P)として、東ソー社製ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)(銘柄名;SUSTEEL BGX-545、GF等無機フィラーを45質量)を、シリンダー温度270℃、金型温度160℃、射出一次圧95MPa、保圧80MPaの条件にて射出成形を行い、アルミニウム合金/PPS複合構造体を得た。得られたアルミニウム合金/PPS複合構造体について、上記した気密性評価試験を行ったところ、ヘリウムガス加圧(0.1MPa)後から1分間のヘリウムリーク量増加が認められず○評価であった。
[Example 1]
A surface-treated aluminum alloy plate (m-1) is placed in a small dumbbell metal insert mold attached to J55AD-30H manufactured by Japan Steel Works, Ltd., and then a thermoplastic resin composition ( As P), polyphenylene sulfide resin (PPS) manufactured by Tosoh Corporation (brand name: SUSTEEL BGX-545, 45 masses of inorganic filler such as GF), cylinder temperature 270 ° C., mold temperature 160 ° C., primary injection pressure 95 MPa, holding pressure Injection molding was performed under conditions of 80 MPa to obtain an aluminum alloy/PPS composite structure. When the airtightness evaluation test described above was performed on the obtained aluminum alloy/PPS composite structure, no increase in the amount of helium leakage was observed for 1 minute after helium gas pressurization (0.1 MPa), and the evaluation was ◯. .

[実施例2]
表面処理済みアルミニウム合金板(m-1)の代わりに、表面処理済みアルミニウム合金板(m-2)を用いた以外は、実施例1とまったく同様な操作を行った。気密性評価試験は○評価であった。
[Example 2]
The same operation as in Example 1 was performed except that the surface-treated aluminum alloy plate (m-2) was used instead of the surface-treated aluminum alloy plate (m-1). The airtightness evaluation test was evaluated as ◯.

[実施例3]
東ソー社製ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)の代わりに、三井化学社製ポリアミド(銘柄名;アーレンA335)とEMS-CHEMIE AG社製ポリアミド(銘柄名;GRIVORY G16)の10:2(質量比)ドライブレンド体を用い、シリンダー温度335℃、金型温度160℃、保圧90MPaの条件にて射出成形を行った以外は実施例2とまったく同様な操作を行った。気密性評価試験は○評価であった。
[Example 3]
Instead of Tosoh polyphenylene sulfide resin (PPS), Mitsui Chemicals polyamide (brand name: Arlen A335) and EMS-CHEMIE AG polyamide (brand name: GRIVORY G16) 10: 2 (mass ratio) dry blend Exactly the same operation as in Example 2 was carried out, except that injection molding was performed using a cylinder temperature of 335° C., a mold temperature of 160° C., and a holding pressure of 90 MPa. The airtightness evaluation test was evaluated as ◯.

[実施例4]
水平に保たれた金属製支持台上に、図7に示した寸法サイズを持つ光吸収性樹脂部材からなる板61(三井化学製ポリアミド、銘柄名アーレン350にカーボンブラックを1質量%添加したブレンド体、波長940nmの光透過率;1%)を載置し、次いで同板61の端面が、図7に示した寸法サイズを持つ光透過性樹脂部材(三井化学製ポリアミド、銘柄名アーレンA335、波長940nmの光透過率;43%)からなる板62の端面と重なるように板62を上からセットした後、上部から厚さ20mmの石英ガラス板を水平状態を維持したままゆっくり降下させ、500Nまで加圧し、保持した。石英ガラス面を通して、半導体レーザー(波長940nm)を、板61と板62の重なり面の長手方向に、板62の方向から照射した。なおレーザー照射条件は、焦点径;2mmφ、レーザー出力80W、レーザー走査速度;30mm/secであった。
レーザー照射後の、端面同士が重なり合った試験片を、引張試験機である、モデル1323(アイコーエンジニヤリング社製)を使用し、引張試験機に、試験片を収容した専用の治具を取り付け、室温(23℃)にて、チャック間距離60mm、引張速度10mm/minの条件にて引張測定をおこなった。破断面をルーペ観察した結果、光吸収性樹脂部材からなる板61の一部が材料破壊し、光透過性樹脂部材からなる板62に固着していることが観測された(図9参照)。
[Example 4]
A plate 61 made of a light-absorbing resin member having the dimensions shown in FIG. body, light transmittance of wavelength 940 nm; 1%) is placed, and then the end face of the same plate 61 is a light-transmitting resin member (polyamide manufactured by Mitsui Chemicals, brand name Arlen A335, Transmittance of light at a wavelength of 940 nm; 43%) was set from above so as to overlap the end face of the plate 62, and then a quartz glass plate with a thickness of 20 mm was slowly lowered from above while maintaining a horizontal state. Pressurized to and held. A semiconductor laser (wavelength: 940 nm) was irradiated from the direction of the plate 62 through the quartz glass surface in the longitudinal direction of the overlapped surface of the plates 61 and 62 . The laser irradiation conditions were focal diameter of 2 mmφ, laser output of 80 W, and laser scanning speed of 30 mm/sec.
After laser irradiation, the test piece with the end faces overlapping each other is subjected to a tensile tester, model 1323 (manufactured by Aikoh Engineering Co., Ltd.), and a special jig containing the test piece is attached to the tensile tester, Tensile measurement was performed at room temperature (23° C.) under the conditions of a distance between chucks of 60 mm and a tensile speed of 10 mm/min. As a result of observing the fractured surface with a magnifying glass, it was observed that a part of the plate 61 made of the light-absorbing resin member was broken and adhered to the plate 62 made of the light-transmitting resin member (see FIG. 9).

1 冷却装置
2 樹脂製プレート
21 注入管接続口
22 排出管接続口
23 スカート部
24 溝部(流路)
3 中間層
4 金属製プレート
41 微細凹凸構造
50 気密性評価用の試験片
51 同上試験片を構成する光吸収性樹脂部材
52 同上試験片を構成する金属部材
60 引張せん断強度測定用の試験片
61 同上試験片を構成する光吸収性樹脂部材
62 同上試験片を構成する光透過性樹脂部材
101 電池セル
102 スペーサ(冷却フィン)
105 ケース
REFERENCE SIGNS LIST 1 cooling device 2 resin plate 21 injection pipe connection port 22 discharge pipe connection port 23 skirt portion 24 groove portion (flow path)
3 Intermediate layer 4 Metal plate 41 Micro uneven structure 50 Test piece for airtightness evaluation 51 Light-absorbing resin member constituting the same test piece 52 Metal member constituting the same test piece 60 Test piece for tensile shear strength measurement 61 Light-absorbing resin member constituting the same test piece 62 Light-transmitting resin member constituting the same test piece 101 Battery cell 102 Spacer (cooling fin)
105 cases

Claims (13)

光透過性樹脂部材(A)からなり、かつ、溝部が複数形成された樹脂製プレートと、
前記樹脂製プレートの前記溝部が形成された面側に設けられた金属製プレートと、を有し、
前記樹脂製プレートの少なくとも一部と前記金属製プレートとが光吸収性樹脂部材(B)からなる中間層を介して接合されており、
前記樹脂製プレートの前記溝部が冷媒の流路を形成している冷却装置。
a resin plate made of a light-transmitting resin member (A) and having a plurality of grooves;
a metal plate provided on the surface of the resin plate on which the groove is formed,
At least a part of the resin plate and the metal plate are joined via an intermediate layer made of a light-absorbing resin member (B),
The cooling device, wherein the groove portion of the resin plate forms a coolant flow path.
少なくとも前記樹脂製プレートの周縁部と前記金属製プレートとが前記中間層を介して接合されている請求項1に記載の冷却装置。 2. The cooling device according to claim 1, wherein at least the peripheral edge portion of said resin plate and said metal plate are joined via said intermediate layer. 前記中間層と前記樹脂製プレートが溶着してなる請求項1または2に記載の冷却装置。 3. The cooling device according to claim 1, wherein the intermediate layer and the resin plate are welded together. 前記金属製プレートと前記中間層が射出成形により接合している請求項1~3のいずれか一項に記載の冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal plate and the intermediate layer are joined by injection molding. 前記金属製プレートにおける、前記中間層との接合部表面に微細凹凸構造が形成されている請求項1~4のいずれか一項に記載の冷却装置。 5. The cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal plate has a fine concavo-convex structure formed on the surface of the joint with the intermediate layer. 前記光吸収性樹脂部材(B)が光吸収剤を含み、
前記光吸収性樹脂部材(B)中の前記光吸収剤の含有量が0.01質量%以上5質量%以下である請求項1~5のいずれか一項に記載の冷却装置。
The light-absorbing resin member (B) contains a light-absorbing agent,
The cooling device according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the light absorbing agent in the light absorbing resin member (B) is 0.01% by mass or more and 5% by mass or less.
前記樹脂製プレートと前記金属製プレートの外周端部がリベットまたはネジ止めされている請求項1~6のいずれか一項に記載の冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 6, wherein outer peripheral ends of said resin plate and said metal plate are riveted or screwed. 前記金属製プレートがアルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、銅製部材および銅合金製部材からなる群から選択される少なくとも一種の部材により構成されている請求項1~7のいずれか一項に記載の冷却装置。 The metal plate according to any one of claims 1 to 7, wherein the metal plate is composed of at least one member selected from the group consisting of aluminum members, aluminum alloy members, copper members and copper alloy members. Cooling system. 前記樹脂製プレートに形成された前記溝部による冷媒の流路において、その一方の端部が注入管に接続し、他方が排出管に接続している請求項1~8のいずれか一項に記載の冷却装置。 9. The refrigerant flow channel formed in the resin plate according to any one of claims 1 to 8, wherein one end is connected to an injection pipe and the other end is connected to a discharge pipe. cooling system. 前記冷却装置が、2つ以上の電池セルの平面を立てて互いに密着させてまたは一定の間隔をあけて隣接するように配置した電池ブロックを冷却するためのものである請求項1~9のいずれか一項に記載の冷却装置。 10. The cooling device according to any one of claims 1 to 9, wherein the cooling device is for cooling a battery block in which two or more battery cells are arranged on a flat surface so as to be in close contact with each other or to be adjacent to each other at a certain interval. or the cooling device according to claim 1. 前記冷却装置が、電子部品を冷却するためのコールドプレートである請求項1~9のいずれか一項に記載の冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 9, wherein the cooling device is a cold plate for cooling electronic components. 2つ以上の電池セルの平面を立てて互いに密着させてまたは一定の間隔をあけて隣接するように配置した電池ブロックと、
請求項1~10のいずれか一項に記載の冷却装置と、
前記電池ブロックを収容するケースと、
を備え、
前記冷却装置における前記金属製プレート上に前記電池ブロックが配置されている電池構造体。
a battery block in which two or more battery cells are arranged on a flat surface so as to be in close contact with each other or adjacent to each other with a certain interval;
A cooling device according to any one of claims 1 to 10;
a case that houses the battery block;
with
A battery structure in which the battery block is arranged on the metal plate in the cooling device.
前記電池セルがリチウムイオン電池である請求項12に記載の電池構造体。 13. The battery structure according to claim 12, wherein said battery cells are lithium ion batteries.
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